Специфична гравитация: Когато самата гравитация не е достатъчно конкретна

Специфичната тежест на веществото е съотношението на него плътност към определено референтно вещество. Това съотношение е чисто число, което не съдържа единици.

Ако коефициентът на специфична гравитация за дадено вещество е по-малък от 1, това означава, че материалът ще плава в референтното вещество. Когато съотношението на специфичната гравитация за даден материал е по-голямо от 1, това означава, че материалът ще потъне в референтното вещество.

Това е свързано с концепцията за плаваемост. Айсбергът плава в океана (както е на снимката), тъй като неговата специфична гравитация спрямо водата е по-малка от 1.

Това покачване vs. явлението потъване е причината, че се прилага терминът "специфична гравитация", въпреки че самата гравитация не играе значителна роля в този процес. Дори в съществено различно гравитационно поле, отношенията на плътността ще бъдат непроменени. Поради тази причина би било много по-добре да се приложи терминът "относителна плътност" между две вещества, но по исторически причини терминът "специфична гравитация" се е задържал наоколо.

За течностите референтното вещество обикновено е водата с плътност 1,00 х 10³ кг / м³ при 4 градуса по Целзий (най-гъстата температура на водата), използвана за определяне дали течността ще потъне или ще плава във вода. В домашните работи обикновено се приема, че това е референтното вещество при работа с течности.

За газовете референтното вещество обикновено е нормален въздух при стайна температура, който има плътност приблизително 1,20 kg / m³. В домашните задачи, ако референтното вещество не е посочено за конкретен проблем с гравитацията, обикновено е безопасно да се предполага, че използвате това като ваше референтно вещество.

Специфичната гравитация (SG) е съотношение на плътността на веществото, което представлява интерес (ρ_аз) до плътността на референтното вещество (ρ_R). (Забележка: Гръцкият символ rho, ρ, обикновено се използва за представяне на плътност.) Това може да се определи по следната формула:

SG = ρ_аз ÷ ρ_R = ρ_аз / ρ_R

Сега, като се има предвид, че плътността се изчислява от маса и обем чрез уравнението ρ = m/V, това означава, че ако вземете две вещества с един и същ обем, ДГ може да бъде пренаписан като съотношение на техните отделни маси:

SG = ρ_аз / ρ_R

SG = m_аз/ V / m_R/ V

SG = m_аз / m_R

И тъй като теглото W = мг, което води до формула, написана като съотношение на теглата:

SG = m_аз / m_R

SG = m_азг / m_Rг

SG = W_аз / W_R

Важно е да запомните, че това уравнение работи само при по-ранното ни предположение, че обемът на двете вещества са равни, така че когато говорим за теглата на двете вещества в последното уравнение, това е теглото на равни обеми от двете вещества.

Така че, ако искахме да разберем специфичната гравитация на етанола към водата и знаем теглото на един галона вода, тогава ще трябва да знаем теглото на един галон етанол, за да завършим изчисление. Или, алтернативно, ако знаехме специфичната гравитация на етанола към водата и знаехме теглото на един галон вода, бихме могли да използваме тази последна формула, за да намерим теглото на един галон от етанол. (И като знаем това, бихме могли да го използваме, за да намерим теглото на друг обем етанол чрез превръщане. Това са видове трикове, които може да намерите сред проблемите на домашните задачи, които включват тези понятия.)

Специфичната гравитация е концепция, която се проявява в различни индустриални приложения, особено когато е свързана с динамиката на флуидите. Например, ако някога сте взимали колата си за сервиз и механикът ви е показал как малки пластмасови топки са плували във вашата трансмисионна течност, вие сте виждали специфична тежест в действие.

В зависимост от конкретното приложение, тези отрасли могат да използват концепцията с различно референтно вещество от водата или въздуха. По-ранните предположения се прилагаха само за домашните. Когато работите върху истински проект, трябва да знаете със сигурност каква е вашата специфична гравитация и не бива да правите предположения за това.